Глава 2. Выбор компонентов 106 живание роста характеристик, плохую масштабируемость платформы.

Функциональная схема северного моста

В качестве примера рассмотрим ситуацию с платформой Pentium 4. При выходе в свет в ноябре 2000 года процессор (ядро Willamette) имел интерфейс Socket 423 и системную шину 400 МГц. Предположим, что эта платформа послужила основой для мощной компьютерной системы, которую необходимо постоянно удерживать на технологическом переднем крае за счет модернизации компонентов.

Вскоре после выхода меняется на Socket 478 интерфейс процес­сора (что требует замены системной платы). В мае 2002 года появляется процессор на ядре Northwood, с тем же интерфейсом, но с системной шиной 533 МГц (выписываем счет на очеред­ную системную плату). Не успев вытереть пот со лба, в ноябре 2002 года пользователь узнает о выходе процессора с поддерж­кой технологии Hyper-Threading, причем с такой рабочей час­тотой (и соответственно, электрической мощностью), что тре­буется специальный преобразователь напряжения на «маме». Пользователь идет покупать четвертую (!) системную плату. На этом его злоключения не заканчиваются: в 2003 году появля­ется все тот же Pentium 4 Hyper-Threading, но с системной шиной 800 МГц. Естественно, он соглашается работать только с новой «мамой». Если пользователь не бросил безнадежное занятие модернизации платформы Pentium 4, корпорация Intel

одаривает его очередным «сюрпризом» — для процессоров на ядре Prescott опять требуется новая системная плата. Итого за неполные три года «передовой» пользователь был вынужден использовать ШЕСТЬ системных плат, чтобы удержаться в рамках самых эффективных решений крупнейшего мирового производителя процессоров. Причем мы не рассматриваем варианты поддержки разных типов памяти, а это отдельная, но не менее печальная повесть.

Отраднее выглядит ситуация для платформы на базе процес­соров Athlon (Athlon XP). Как правило, для установки новой модификации процессора достаточно обновить систему BIOS материнской платы, чтобы она распознала новичка. Хотя на этой платформе тоже хватает проблем с поддержкой частот системной шины и типов оперативной памяти. Очень многое зависит от производителя чипсета и материнской платы. В принципе, можно подобрать вариант со «сквозной» масшта­бируемостью — от Athlon на ядре Thunderbird до Athlon XP на ядре Barton.

Проблема выбора интерфейса оперативной памяти стоит не столь остро, если ориентироваться на отраслевые стандарты. Здесь сложилась следующая ситуация. Есть организация с длинным названием, сводящимся к аббревиатуре JEDEC, которая занимается отраслевыми стандартами на модули памяти. Ею утверждены спецификации PC 100 и PC 133 для памяти SDRAM, а также РС1600, РС2100, РС2700 и РС3200 для памяти DDR SDRAM. Очевидно, что современные чипсеты должны поддерживать память спецификации PC3200.

В сфере производства памяти существует и корпоративный стандарт, который так и называется по имени фирмы — Rambus DRAM (RDRAM). Память такого типа считается чуть более скоростной, особенно при работе с потоковыми данными. Однако она дорога в производстве, а компания Rambus требует лицензионных отчислений за каждый выпущенный чип. Поэтому сфера применения RDRAM ограничена серверами и мощными рабочими станциями.

Для пользователя важно знать, что модули памяти, относящи­еся к разным стандартам, не могут сосуществовать на одной системной плате. Поэтому выбор платформы подразумевает не только выбор процессора, но и модификации оперативной памяти. В рамках стандарта на память типа DDR SDRAM

гарантируется совместимость по электрическим параметрам, что позволяет временно устанавливать более медленные (и более дешевые) модули памяти в разъем скоростной шины.

Проще всего определиться с интерфейсом графического адап­тера. На сегодняшний день это вариант AGP 8X, поддерживае­мый всеми современными видеокартами и чипсетами. Его замена представляется очень отдаленной перспективой

Южный мост

Южный мост комплекта системной логики заведует функцио­нальностью чипсета, то есть поддержкой интерфейсов внутрен­них и внешних устройств, шин ввода-вывода. Часто к одной модели северного моста могут подключаться разные варианты южного моста. Как правило, все интерфейсы совместимы сверху вниз, и потому выбор южного моста не представляет сложности: чем новее модификации интерфейсов, чем больше поддерживаемых портов, тем лучше

1. PCІ, для подключения плат расширения.

2. IDE (ATA, AT API), для подключения внутренних накопи­телей.

3. USB, для работы с внешними периферийными устрой­ствами.

4. АС'97'(МС'97), для подключения устройств записи/воспроизведения звука и модема.

5. IEEE1394 (FireWire), для работы со скоростной периферией и подключения к локальной сети.

6. Ethernet, для подключения к локальной сети.

7. Последовательный порт СОМ (устаревающий).

8. Параллельный порт LPT (устаревающий).

9. Порт Game /MIDI (устаревающий), для подключения джой­стика или музыкальной клавиатуры.

10. PS/2 (устаревающий), для подключения клавиатуры и мыши.

11. IrDA (устаревающий), для беспроводного соединения (опти­ческий инфракрасный диапазон) с периферией.

12.Riser Card, для подключения специализированных карт расширения.

13. Serial ATA (новый), для подключения внутренних накопи­телей.

14. PCI Express (новый), для подключения графических адаптеров и других карт расширения.

15.Hyper Transport (новый), для подключения карт расшире­ния и внутренних устройств.

16.SCS/ (последовательный, новый), для подключения внут­ренних накопителей и периферии.

17. SCSI (параллельный), для подключения внутренних нако­пителей и периферии.

15. Bluetooth (радиодиапазон), для беспроводного соединения с периферией.

19. Интерфейс 802.11 (радиодиапазон), для беспроводного под­ ключения к локальной сети и работы с удаленной перифе­ рией.

20. Ноте PNA, для подключения к локальной сети на основе телефонной проводки.

21. Ноте RF (радиодиапазон), для беспроводного подключения периферии.

22.ADSL, для скоростного подключения к Интернету по теле­фонной линии.

Первая четверка в списке — интерфейсы, необходимые и доста­точные для обеспечения всех базовых функций современного компьютера. Следующие два интерфейса (5 и 6) расширяют функциональность компьютера в плане работы в локальной сети и подключения мультимедийных устройств. Интерфейсы, занимающие в списке места с 7 по 11, относятся к устареваю­щим, хотя нередко встречаются на современных системних платах, поскольку обеспечивают совместимость с имеющимся у пользователей старым оборудованием. При сборке нового компьютера их наличие не обязательно.

Под 12-м номером расположился очень странный интерфейс, в принципе никому не нужный, но, тем не менее, существую­щий в различных ипостасях: Audio-Modem Riser, Communication Network Riser.u так далее. Советуем не обращать на него внима­ния, даже если он присутствует на материнской плате.

Ч етверка новых интерфейсов (номера с 13 по 16) символизи­рует будущее компьютерных технологий и постепенно начи­нает внедряться на системные платы. На наш взгляд, в их при­сутствии пока нет острой необходимости, а вот саму плату они удорожают существенно.

Интерфейс SCSI, помещенный в списке под семнадцатым номе­ром, используется в сравнительно узкой профессиональной нише: серверах и графических рабочих станциях. Его приме­нение в бытовой сфере не столь актуально, а системные платы со встроенной поддержкой SCSI очень дороги.

Последние пять интерфейсов (в том числе беспроводные) пред­ставляют интерес как передовые технические решения, позво­ляющие комфортно разместить периферию, организовать домашнюю сеть, получить скоростной доступ в Интернет по телефонной линии. В принципе, они частично дублируют ,функции интерфейсов основной группы, но на более высоком технологическом уровне.

Завершая рассмотрение функций северного и южного мостов, обратим внимание на соединяющую их шину. Она должна обладать хорошей пропускной способностью, чтобы обеспечить прокачку огромных массивов данных между оперативной памятью и устройствами. Сейчас производители чипсетов используют для соединения мостов в основном шины собствен­ной разработки с пропускной способностью от 266 Мбайт/с (шина V-Link) до 1600 Мбайт/с (шина Hyper Transport).

Важным элементом чипсета и системной платы является базо­вая система ввода-вывода (BIOS). Она обеспечивает начальную инициализацию устройств и размещает в оперативной памяти программное микроядро, через посредничество которого опе­рационная система общается с устройствами. Если BIOS выхо­дит из строя, компьютер невозможно запустить. В настоящее время BIOS записывают в микросхемы флэш-памяти (Flash Memory), содержимое которых можно изменять программными средствами. Некоторые производители материнских плат для страховки ставят две микросхемы BIOS, одна их которых явля­ется резервной. Ее содержимое не может быть изменено

Білет №3

1. Операційна система. Функції операційної системи.